1.闡明減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)量減半的精細(xì)胞或卵細(xì)胞。2.說明進(jìn)行有性生殖的生物體,其遺傳信息通過配子傳遞給子代。
1.運(yùn)用比較法理解減數(shù)分裂和有絲分裂的區(qū)別。2.結(jié)合模式圖理解細(xì)胞分裂圖像、細(xì)胞分裂過程中染色體、DNA的數(shù)量變化。
第一環(huán)節(jié)　必備知識(shí)落實(shí)
第二環(huán)節(jié)　關(guān)鍵能力形成
第三環(huán)節(jié)　核心素養(yǎng)提升
知識(shí)篩查1.減數(shù)分裂的概念
2.精子形成過程中各時(shí)期的主要特點(diǎn)
3.歸納比較精子和卵細(xì)胞形成過程的差異
4.減數(shù)分裂與有絲分裂的比較
知識(shí)落實(shí)1.假定某動(dòng)物細(xì)胞染色體數(shù)目2n=4,據(jù)圖判斷,下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A.⑤內(nèi)有4個(gè)四分體,②內(nèi)有2個(gè)四分體B.②③④⑤均含同源染色體C.②③④分別處于減數(shù)分裂Ⅰ前、中、后期D.⑥是次級(jí)精母細(xì)胞或第一極體
②處于減數(shù)分裂Ⅰ前期;③處于有絲分裂中期;④處于減數(shù)分裂Ⅰ后期,細(xì)胞質(zhì)均等分裂,所以④是初級(jí)精母細(xì)胞;⑤處于有絲分裂后期;⑥處于減數(shù)分裂Ⅱ后期,只能是次級(jí)精母細(xì)胞。③~⑥都不含四分體。處于有絲分裂和減數(shù)分裂Ⅰ的細(xì)胞都含有同源染色體。
2.下圖為某動(dòng)物睪丸中不同細(xì)胞的分裂圖像。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A.進(jìn)行減數(shù)分裂的細(xì)胞為②和④B.①②③中均含有同源染色體C.③的子細(xì)胞稱為初級(jí)精母細(xì)胞　D.④中可能發(fā)生等位基因的分離
據(jù)題圖分析,①中含有同源染色體,且著絲粒分裂,處于有絲分裂后期;②中同源染色體分離,處于減數(shù)分裂Ⅰ后期;③中含有同源染色體,且染色體的著絲粒都排列在赤道板上,處于有絲分裂中期;④中沒有同源染色體,且著絲粒分裂,處于減數(shù)分裂Ⅱ后期。①③進(jìn)行的是有絲分裂,②④進(jìn)行的是減數(shù)分裂,A項(xiàng)正確。①②③中均含有同源染色體,而④處于減數(shù)分裂Ⅱ后期,沒有同源染色體,B項(xiàng)正確。③進(jìn)行的是有絲分裂,產(chǎn)生的子細(xì)胞是體細(xì)胞,C項(xiàng)錯(cuò)誤。④處于減數(shù)分裂Ⅱ后期,若發(fā)生過基因突變或互換,則分離的2條染色體上可能存在等位基因,D項(xiàng)正確。
3.某同學(xué)在觀察果蠅細(xì)胞中的染色體組成時(shí),發(fā)現(xiàn)1個(gè)正在分裂的細(xì)胞中有8條染色體,呈現(xiàn)4種不同的形態(tài)。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A.若該細(xì)胞正處于分裂前期,則可能正在發(fā)生基因重組B.若該細(xì)胞正處于分裂后期,則其子細(xì)胞的大小可能不同C.若該細(xì)胞此時(shí)存在染色單體,則該果蠅可能是雄性D.若該細(xì)胞此時(shí)沒有染色單體,則該細(xì)胞可能取自卵巢
若該細(xì)胞處于分裂前期,可能是有絲分裂前期或減數(shù)分裂Ⅰ前期,其中減數(shù)分裂Ⅰ前期可能發(fā)生同源染色體非姐妹染色單體之間的互換,屬于基因重組,A項(xiàng)正確。若該細(xì)胞處于分裂后期,則可能是有絲分裂后期,也可能是減數(shù)分裂Ⅰ后期或減數(shù)分裂Ⅱ后期;如果該細(xì)胞是初級(jí)卵母細(xì)胞或次級(jí)卵母細(xì)胞,則其子細(xì)胞的大小不同,B項(xiàng)正確。若該細(xì)胞此時(shí)存在染色單體,說明處于減數(shù)分裂Ⅰ或有絲分裂前期、中期,由于染色體呈現(xiàn)4種形態(tài),而雄果蠅此時(shí)的染色體有5種形態(tài),所以該果蠅不可能是雄性,C項(xiàng)錯(cuò)誤。若該細(xì)胞此時(shí)沒有染色單體,說明處于減數(shù)分裂Ⅱ后期、末期或有絲分裂后期、末期,則該細(xì)胞可能取自卵巢,D項(xiàng)正確。
知識(shí)篩查1.受精作用(1)概念:指卵細(xì)胞和精子相互識(shí)別、融合成為受精卵的過程。(2)過程細(xì)胞膜融合→精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞(尾部留在外面)→卵細(xì)胞的細(xì)胞膜發(fā)生復(fù)雜的生理反應(yīng),以阻止其他精子進(jìn)入→精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核融合→受精卵。(3)結(jié)果:受精卵中的染色體數(shù)目又恢復(fù)到體細(xì)胞中的數(shù)目,其中有一半的染色體來自精子(父方),另一半來自卵細(xì)胞(母方)。(4)減數(shù)分裂和受精作用的意義:保證了每種生物前后代染色體數(shù)目的恒定,維持了生物遺傳的穩(wěn)定性,對(duì)于生物的遺傳和變異,都是十分重要的。
2.配子中染色體組合多樣性的原因(1)同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合。(2)同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生互換。
知識(shí)落實(shí)1.下列關(guān)于減數(shù)分裂和受精作用的敘述,正確的是(　　)A.受精卵中的遺傳物質(zhì)一半來自卵細(xì)胞,另一半來自精子B.減數(shù)分裂過程中,著絲粒分裂伴隨著同源染色體的分離C.受精卵中的染色體數(shù)目和本物種體細(xì)胞中的染色體數(shù)目相同D.非同源染色體的自由組合是配子多樣性的唯一原因
卵細(xì)胞、精子中的染色體數(shù)目是體細(xì)胞的一半。卵細(xì)胞與精子結(jié)合形成的受精卵中的遺傳物質(zhì)包括細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì),細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)一半來自精子(父方),另一半來自卵細(xì)胞(母方);細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)主要來自卵細(xì)胞(母方),A項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確。減數(shù)分裂過程中同源染色體的分離發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期,著絲粒分裂發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅱ后期,B項(xiàng)錯(cuò)誤。配子多樣性的原因有基因重組、基因突變和染色體變異,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.下列關(guān)于高等動(dòng)物通過減數(shù)分裂形成雌、雄配子以及受精作用的敘述,正確的是(　　)A.每個(gè)卵細(xì)胞繼承了初級(jí)卵母細(xì)胞1/4的細(xì)胞質(zhì)B.進(jìn)入卵細(xì)胞并與之融合的精子幾乎不攜帶細(xì)胞質(zhì)C.等位基因進(jìn)入卵細(xì)胞的機(jī)會(huì)并不相等,因?yàn)橐淮螠p數(shù)分裂只形成一個(gè)卵細(xì)胞D.雌、雄配子彼此結(jié)合的機(jī)會(huì)相等,因?yàn)樗鼈兊臄?shù)量相等
1個(gè)卵原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ產(chǎn)生1個(gè)卵細(xì)胞和3個(gè)極體,初級(jí)卵母細(xì)胞和次級(jí)卵母細(xì)胞的分裂過程中細(xì)胞質(zhì)分裂是不均等的,因此每個(gè)卵細(xì)胞繼承了初級(jí)卵母細(xì)胞大于1/4的細(xì)胞質(zhì),A項(xiàng)錯(cuò)誤。精細(xì)胞變形后成為精子,受精時(shí)精子只有頭部進(jìn)入卵細(xì)胞,尾部留在外面,進(jìn)入卵細(xì)胞并與之融合的精子幾乎不攜帶細(xì)胞質(zhì),B項(xiàng)正確。等位基因進(jìn)入卵細(xì)胞的機(jī)會(huì)相等,C項(xiàng)錯(cuò)誤。雌、雄配子彼此結(jié)合的機(jī)會(huì)相等,但雄配子的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于雌配子的數(shù)量,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
知識(shí)篩查1.實(shí)驗(yàn)原理減數(shù)分裂過程中,細(xì)胞中染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目都在不斷地發(fā)生變化,可據(jù)此識(shí)別減數(shù)分裂的各個(gè)時(shí)期。2.實(shí)驗(yàn)流程在低倍鏡下找到并觀察各時(shí)期的細(xì)胞→在高倍鏡下仔細(xì)觀察各時(shí)期細(xì)胞中染色體的特點(diǎn)→繪圖。
知識(shí)落實(shí)1.在觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片時(shí),區(qū)分初級(jí)精母細(xì)胞和次級(jí)精母細(xì)胞的主要依據(jù)是(　　)A.有無染色單體B.有無同源染色體C.染色體是否均分到子細(xì)胞中D.是否發(fā)生染色體分離
初級(jí)精母細(xì)胞含有染色單體,次級(jí)精母細(xì)胞是處于減數(shù)分裂Ⅱ的細(xì)胞,減數(shù)分裂Ⅱ的前期、中期也含有染色單體,A項(xiàng)不符合題意。減數(shù)分裂Ⅰ各時(shí)期的細(xì)胞均含有同源染色體,而減數(shù)分裂Ⅱ各時(shí)期的細(xì)胞均無同源染色體,B項(xiàng)符合題意。減數(shù)分裂Ⅰ后期發(fā)生同源染色體的分離,染色體均分到子細(xì)胞(次級(jí)精母細(xì)胞)中;減數(shù)分裂Ⅱ后期姐妹染色單體分離形成染色體,且染色體移向細(xì)胞的兩極,均分到子細(xì)胞(精細(xì)胞)中,C、D兩項(xiàng)不符合題意。
2.下列關(guān)于“觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片”實(shí)驗(yàn)的操作及表述,錯(cuò)誤的是(　　)A.在低倍鏡下觀察固定裝片,識(shí)別初級(jí)精母細(xì)胞、次級(jí)精母細(xì)胞和精細(xì)胞B.因觀察材料較少,精母細(xì)胞較小,顯微鏡視野應(yīng)適當(dāng)調(diào)亮C.換用高倍鏡時(shí),從側(cè)面觀察,防止物鏡與裝片碰擦D.用高倍鏡觀察染色體的結(jié)構(gòu)時(shí),用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋調(diào)節(jié)焦距
在低倍鏡下觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片時(shí),根據(jù)染色體的特點(diǎn)識(shí)別初級(jí)精母細(xì)胞、次級(jí)精母細(xì)胞和精細(xì)胞,A項(xiàng)正確。觀察減數(shù)分裂裝片時(shí)要換用高倍鏡進(jìn)行觀察,因此應(yīng)將視野適當(dāng)調(diào)亮,與觀察材料多少無關(guān),B項(xiàng)錯(cuò)誤。高倍鏡鏡頭較長(zhǎng),換用時(shí)應(yīng)從側(cè)面觀察,防止物鏡與裝片碰擦,C項(xiàng)正確。用高倍鏡觀察染色體的結(jié)構(gòu)時(shí),需要用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋進(jìn)行調(diào)焦,D項(xiàng)正確。
典型例題下圖表示某種動(dòng)物不同個(gè)體的某些細(xì)胞。下列相關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　)A.甲、丙兩細(xì)胞都發(fā)生了基因重組B.圖中的細(xì)胞均處于細(xì)胞分裂后期C.在卵原細(xì)胞分裂過程中可能出現(xiàn)的是甲、乙、丁D.乙、丁兩細(xì)胞的染色體數(shù)目都是體細(xì)胞的一半
甲、丙兩細(xì)胞均處于減數(shù)分裂Ⅰ的后期,非同源染色體上的非等位基因可隨著非同源染色體的自由組合而自由組合,乙、丁兩細(xì)胞均處于減數(shù)分裂Ⅱ后期,A、B兩項(xiàng)正確。甲表示初級(jí)卵母細(xì)胞,乙表示次級(jí)卵母細(xì)胞,丁可表示次級(jí)精母細(xì)胞或(第一)極體,C項(xiàng)正確。乙、丁兩細(xì)胞均處于減數(shù)分裂Ⅱ后期,其染色體數(shù)目與體細(xì)胞的一樣,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
整合構(gòu)建1.比較減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ(以精子的形成過程為例)
2.“三看法”判斷同源染色體(1)看有無染色體配對(duì)形成四分體的現(xiàn)象:配對(duì)形成四分體的染色體為同源染色體。(2)看細(xì)胞所處的時(shí)期(二倍體生物)①減數(shù)分裂Ⅱ過程中不存在同源染色體。②減數(shù)分裂Ⅱ后期,大小、形狀完全相同的染色體不是同源染色體,而是姐妹染色單體分開后形成的相同染色體。
(3)看染色體的大小、形狀(二倍體生物)如果不是減數(shù)分裂Ⅱ,則:①有絲分裂后期,每一極中大小、形狀相同的為同源染色體(上下對(duì)應(yīng)的染色體不是同源染色體);②其他時(shí)期(除有絲分裂后期),大小、形狀相同的染色體一般為同源染色體。
3.依據(jù)細(xì)胞質(zhì)的分配方式判斷細(xì)胞名稱
4.減數(shù)分裂中染色體、核DNA分子的數(shù)目變化(1)數(shù)目變化(體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n)
(2)曲線模型①染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ末期,是由同源染色體分離平均進(jìn)入2個(gè)子細(xì)胞造成的,減數(shù)分裂Ⅱ時(shí)染色體數(shù)目的變化為n→2n→n,沒有減半。②DNA數(shù)量在減數(shù)分裂Ⅰ末期和減數(shù)分裂Ⅱ末期分別減半。③減數(shù)分裂Ⅱ后期染色體行為、DNA行為都與正常體細(xì)胞相同,不同的是沒有同源染色體。④染色體/DNA變化規(guī)律及原因
5.配子形成過程中的幾種數(shù)量關(guān)系(1)1個(gè)精原細(xì)胞→1個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞→2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞→4個(gè)精細(xì)胞→4個(gè)精子。(2)1個(gè)卵原細(xì)胞→1個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞→1個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞+1個(gè)極體→1個(gè)卵細(xì)胞+3個(gè)極體。
(3)不考慮互換的情況下產(chǎn)生配子的情況①具有n對(duì)同源染色體的個(gè)體產(chǎn)生配子的情況
②基因型為YyRr的個(gè)體產(chǎn)生配子的情況
訓(xùn)練突破1.下圖是基因型為AaBb的某生物體內(nèi)2個(gè)不同時(shí)期的細(xì)胞分裂模式圖,其中染色體上標(biāo)注的是相應(yīng)位置上的基因。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)A.圖①中2個(gè)細(xì)胞的中央將出現(xiàn)赤道板B.圖①中細(xì)胞2的基因型是AaBB C.圖②所示細(xì)胞中有4個(gè)染色體組D.圖②所示細(xì)胞中有4個(gè)四分體
圖①所示細(xì)胞中都不含同源染色體,著絲粒已分裂,處于減數(shù)分裂Ⅱ后期;圖②所示細(xì)胞含同源染色體,染色體排列在赤道板兩側(cè),處于減數(shù)分裂Ⅰ中期。圖①中2個(gè)細(xì)胞的中央將出現(xiàn)細(xì)胞板,而不是赤道板,A項(xiàng)錯(cuò)誤。由于生物體的基因型為AaBb,圖①中細(xì)胞1的基因型是Aabb,則細(xì)胞2的基因型是AaBB,B項(xiàng)正確。圖②所示細(xì)胞中有2個(gè)染色體組和2個(gè)四分體,C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.馬蛔蟲的精子和卵細(xì)胞中都只有2條染色體,圖1表示馬蛔蟲體內(nèi)細(xì)胞正常分裂過程中不同時(shí)期細(xì)胞內(nèi)染色體、染色單體和核DNA含量的關(guān)系,圖2表示部分細(xì)胞分裂圖像。
圖1 圖2
下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A.圖1中Ⅲ對(duì)應(yīng)的細(xì)胞中一定不存在同源染色體B.核DNA的復(fù)制發(fā)生在圖1的Ⅰ→Ⅱ過程中C.若乙細(xì)胞來自甲細(xì)胞,則乙細(xì)胞一定是次級(jí)卵母細(xì)胞D.圖2中甲細(xì)胞所處時(shí)期是觀察染色體形態(tài)、數(shù)目的最佳時(shí)期
題圖1中Ⅲ對(duì)應(yīng)的細(xì)胞處于減數(shù)分裂Ⅱ前期或中期,不存在同源染色體,A項(xiàng)正確。在細(xì)胞核中,DNA分子的復(fù)制發(fā)生在分裂間期,即題圖1的Ⅰ→Ⅱ過程中,B項(xiàng)正確。若乙細(xì)胞來自甲細(xì)胞,則根據(jù)染色體顏色可知,乙細(xì)胞一定是次級(jí)卵母細(xì)胞,C項(xiàng)正確。觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時(shí)期是中期,而題圖2甲細(xì)胞處于減數(shù)分裂Ⅰ后期,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
典型例題下圖表示來自同一生物體內(nèi)、處于不同分裂時(shí)期的細(xì)胞。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.圖①所示細(xì)胞分裂結(jié)束后可能進(jìn)入圖③所示的分裂過程B.圖②與圖③所示細(xì)胞中染色單體數(shù)相等C.由圖④可知,該生物是雄性個(gè)體D.該生物的正常體細(xì)胞中含有4條染色體
圖①所示細(xì)胞著絲粒分裂,且移向一極的4條染色體含有同源染色體,處于有絲分裂后期;圖③所示細(xì)胞著絲粒排列在細(xì)胞中央,且含有同源染色體,處于有絲分裂中期。如果是連續(xù)進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞,一次有絲分裂結(jié)束后,可進(jìn)入下一次有絲分裂,A項(xiàng)正確。圖②與圖③所示細(xì)胞中染色單體數(shù)相等,均為8條,B項(xiàng)正確。圖④所示細(xì)胞著絲粒分裂,且移向一極的2條染色體不含有同源染色體,處于減數(shù)分裂Ⅱ后期,且細(xì)胞質(zhì)均等分配,可能是第一極體或次級(jí)精母細(xì)胞,據(jù)此不能確定該生物的性別,C項(xiàng)錯(cuò)誤。圖①所示細(xì)胞處于有絲分裂后期,它所形成的子細(xì)胞是體細(xì)胞,含有4條染色體,因此該生物的正常體細(xì)胞中含有4條染色體,D項(xiàng)正確。
整合構(gòu)建1.二倍體生物細(xì)胞分裂時(shí)期的判斷(1)三個(gè)前期圖的判斷①判斷步驟
②結(jié)論:A為有絲分裂前期,B為減數(shù)分裂Ⅰ前期,C為減數(shù)分裂Ⅱ前期。
(2)三個(gè)中期圖的判斷①判斷步驟
②結(jié)論:A為有絲分裂中期,B為減數(shù)分裂Ⅱ中期,C為減數(shù)分裂Ⅰ中期。
(3)三個(gè)后期圖的判斷①判斷步驟
②結(jié)論:A為有絲分裂后期,B為減數(shù)分裂Ⅱ后期,C為減數(shù)分裂Ⅰ后期。
特別提醒“三看法”判斷細(xì)胞分裂方式(以二倍體生物為例)
2.有絲分裂和減數(shù)分裂過程中核DNA、染色體、染色單體、染色體組等的變化規(guī)律辨析(1)染色體、核DNA變化模型
(2)每條染色體上DNA含量或染色體∶DNA的值①曲線模型
(3)染色單體的變化①模型圖②解讀a.有絲分裂:分裂間期,因染色體復(fù)制,染色單體形成(0→4n);有絲分裂后期,因著絲粒分裂,染色單體消失(4n→0)。
(4)同源染色體對(duì)數(shù)變化①模型圖②解讀a.有絲分裂:后期染色體數(shù)目加倍,同源染色體由n對(duì)(2n條)加倍成為2n對(duì)(4n條),子細(xì)胞中同源染色體仍為n對(duì)。b.減數(shù)分裂:減Ⅰ末期同源染色體分離,分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞,次級(jí)性母細(xì)胞及生殖細(xì)胞或極體中不含同源染色體。
(5)染色體組數(shù)目變化①模型圖②解讀a.有絲分裂:后期著絲粒分裂,染色體組數(shù)目加倍(2→4);末期染色體平均分配到子細(xì)胞中,染色體組數(shù)目恢復(fù)(4→2)。b.減數(shù)分裂:減數(shù)分裂Ⅰ末期同源染色體分離,分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞,染色體組數(shù)目減半(2→1);減數(shù)分裂Ⅱ后期著絲粒分裂,染色體數(shù)目暫時(shí)加倍,染色體組數(shù)目由1變?yōu)?。
特別提醒“三看法”區(qū)分細(xì)胞分裂方式
訓(xùn)練突破右圖為人體細(xì)胞正常分裂時(shí)有關(guān)物質(zhì)和結(jié)構(gòu)數(shù)量變化的相關(guān)曲線。下列分析錯(cuò)誤的是(　　)A.若曲線表示減數(shù)分裂Ⅰ過程中核DNA分子數(shù)目變化的部分過程,則n等于23B.若曲線表示有絲分裂過程中染色體數(shù)目變化的部分過程,則n等于46C.若曲線表示減數(shù)分裂過程中每條染色體上DNA分子數(shù)目變化的部分過程,則n等于1D.若曲線表示有絲分裂過程中染色體組數(shù)目變化的部分過程,則n等于2
人體細(xì)胞減數(shù)分裂Ⅰ中核DNA分子數(shù)目為92個(gè),故n等于46,A項(xiàng)錯(cuò)誤。人體細(xì)胞有絲分裂后期染色體數(shù)目為92條,故n等于46,B項(xiàng)正確。人體細(xì)胞減數(shù)分裂過程中,DNA分子復(fù)制后每條染色體上含2個(gè)DNA分子,故n等于1,C項(xiàng)正確。人體細(xì)胞有絲分裂后期染色體組數(shù)為4,故n等于2,D項(xiàng)正確。
高考真題剖析【例題】 (2019天津卷)作物M的F1基因雜合,具有優(yōu)良性狀。F1自交形成自交胚的過程見途徑1(以兩對(duì)同源染色體為例)。改造F1相關(guān)基因,獲得具有與F1優(yōu)良性狀一致的N植株,該植株在形成配子時(shí),有絲分裂替代減數(shù)分裂,其卵細(xì)胞不能受精,直接發(fā)育成克隆胚,過程見途徑2。據(jù)圖回答下列問題。
(1)與途徑1相比,途徑2中N植株形成配子時(shí)由于有絲分裂替代減數(shù)分裂,不會(huì)發(fā)生由　　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　導(dǎo)致的基因重組,也不會(huì)發(fā)生染色體數(shù)目　　　　。?(2)基因雜合是保持F1優(yōu)良性狀的必要條件。以n對(duì)獨(dú)立遺傳的等位基因?yàn)槔?理論上,自交胚與F1基因型一致的概率是　　　　,克隆胚與N植株基因型一致的概率是　　　　　　。?(3)通過途徑　 　獲得的后代可保持F1的優(yōu)良性狀。?
核心素養(yǎng)考查點(diǎn)剖析:題目以獲得具有優(yōu)良性狀的個(gè)體的兩條途徑為載體,重點(diǎn)考查對(duì)減數(shù)分裂過程的理解及通過圖示獲取信息的能力,較好地考查了“科學(xué)思維”這一學(xué)科素養(yǎng)。答案:(1)同源染色體的非姐妹染色單體互換　非同源染色體自由組合　減半(2)1/2n　100%(3)2
解析:(1)途徑1是通過減數(shù)分裂形成配子,而途徑2是通過有絲分裂產(chǎn)生配子,有絲分裂過程中不發(fā)生基因重組,且子細(xì)胞中染色體數(shù)目不減半,故與途徑1相比,途徑2中N植株形成配子時(shí)不會(huì)發(fā)生同源染色體的非姐妹染色單體的互換和非同源染色體的自由組合,也不會(huì)發(fā)生染色體數(shù)目減半。(2)由題意可知,要保持F1優(yōu)良性狀需要基因雜合,具有一對(duì)雜合基因的個(gè)體自交獲得雜合子的概率是1/2,若該植株有n對(duì)獨(dú)立遺傳的等位基因,根據(jù)自由組合定律,雜合子自交子代中每對(duì)基因均雜合的概率為1/2n,故自交胚與F1基因型(基因雜合)一致的概率為1/2n。而克隆胚的形成相當(dāng)于無性繁殖過程,子代和N植株遺傳信息一致,故克隆胚與N植株基因型一致的概率是100%。(3)途徑1產(chǎn)生自交胚的過程存在基因重組,F1產(chǎn)生的配子具有多樣性,經(jīng)受精作用后的子代具有多樣性,不可保持F1的優(yōu)良性狀;而途徑2產(chǎn)生克隆胚的過程不存在基因重組,子代和親本的遺傳信息一致,可以保持F1的優(yōu)良性狀。
典題訓(xùn)練1.(2022全國(guó)乙卷)有絲分裂和減數(shù)分裂是哺乳動(dòng)物細(xì)胞分裂的兩種形式。某動(dòng)物的基因型是Aa,若該動(dòng)物的某細(xì)胞在四分體時(shí)期一條染色單體上的A和另一條染色單體上的a發(fā)生了互換,則通常情況下姐妹染色單體分離導(dǎo)致等位基因A和a進(jìn)入不同細(xì)胞的時(shí)期是(　　)A.有絲分裂的后期B.有絲分裂的末期C.減數(shù)第一次分裂D.減數(shù)第二次分裂
減數(shù)分裂過程中同源染色體聯(lián)會(huì)形成四分體,有絲分裂過程中不發(fā)生同源染色體聯(lián)會(huì),A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤。在減數(shù)第一次分裂后期,同源染色體分離,非同源染色體自由組合,著絲粒不分裂,姐妹染色單體不分離, C項(xiàng)錯(cuò)誤。在減數(shù)第二次分裂后期,著絲粒分裂,姐妹染色單體分離,互換后姐妹染色單體上的等位基因隨之移向細(xì)胞兩極,導(dǎo)致A和a進(jìn)入不同的細(xì)胞,D項(xiàng)正確。
2.果蠅的生物鐘基因位于X染色體上,有節(jié)律(XB)對(duì)無節(jié)律(Xb)為顯性;體色基因位于常染色體上,灰身(A)對(duì)黑身(a)為顯性。在基因型為AaXBY的雄果蠅減數(shù)分裂過程中,若出現(xiàn)一個(gè)AAXBXb類型的變異細(xì)胞,則下列有關(guān)分析正確的是(　　)A.該細(xì)胞是初級(jí)精母細(xì)胞B.該細(xì)胞的核DNA分子數(shù)是體細(xì)胞的一半C.在形成該細(xì)胞的過程中,A和a隨姐妹染色單體分開發(fā)生了分離D.在形成該細(xì)胞的過程中,有節(jié)律基因發(fā)生了突變

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